Ciclo de Seminarios 2013
2013 24 ABR
Miércoles 24 de Abril
14:00 hs. - Aula B - Instituto Sabato
Edificio TANDAR
"Manipulando luz, calor y fuerzas en la nanoescala con nanopartículas metálicas"
Dr. Fernando Stefani
(*)
Departamento de Física & Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, CONICET), FCEyN, UBA
RESUMEN:
Nanopartículas de metales poseen resonancias colectivas de sus electrones a frecuencias
ópticas (resonancias plasmónicas). Estas resonancias, que dependen fuertemente de la
composición, la forma, y del medio en qué se encuentran las nanopartículas,
vienen acompañadas de una fuerte dispersión y absorción de luz. Usualmente, la
luz se controla redireccionando los frentes de onda de la radiación propagante mediante
lentes, espejos y elementos difractantes. Este tipo de manipulación se basa en la naturaleza
ondulatoria de la luz y es por eso no adecuada para la manipulación de la luz en escalas por
debajo de la longitud de onda. Las tecnologías de radiofrecuencia y microondas hacen uso de
antenas para manipular radiación electromagnética en dimensiones por debajo de la
longitud de onda, hacienda una interfaz eficiente entre radiación propagante y campos
localizados. En la primera parte de esta charla presentaré cálculos y experimentos
que demuestran cómo la fuerte dispersión de luz de nanopartículas
metálicas permite su uso como nano-antenas ópticas resonantes para emisores
individuales [1,2]. La segunda parte de la charla se dedica a la fuerte absorción de luz.
Dado que las nanopartículas metálicas son muy malos emisores de luz, casi toda la
energía absorbida es transformada rápidamente en calor. Esto hace que las
nanopartículas puedan usarse como fuentes nanométricas de calor controladas
remotamente mediante luz. Presentaré experimentos que ilustran el uso de
nanopartículas de oro aplicadas al estudio de transiciones de fase en regiones
nanométricas de membranas fosfolipídicas [3]. Experimentos como este contribuyen a
obtener información termodinámica local en sistemas complejos, con resolución
nanométrica. Finalmente, presentaré un Nuevo método que permite la
inmovilización de nanopartículas individuales en posiciones de un substrato con
precisión de unas decenas de nanómetros. El potencial de esta técnica es
demostrado mediante la impresión de nanopartículas de oro individuales de 80 nm de
diámetro, una por una sobre un substrato con una precisión de 50 nm [4].
[1] T H Taminiau et al. Nature Photonics 2, 234-237 (2008).
[2] T H Taminiau et al. Nano Letters 11 (2011) 1020-1024.
[3] A S Urban et al. Nano Letters 9, 2903-2908 (2009).
[4] A S Urban et al. Nano Letters 10 (2010) 4794-4798.
* Ingeniero en Materiales del Instituto de Tecnología Prof. Jorge Sabato (IT). Doctor del Max Planck Institute for Polymer Research (MPIP, Prof. Dr. W. Knoll), research fellow del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona (ICFO, Prof. Dr. Niek van Hulst). Desde 2009 Investigador de CONICET y director del grupo de nanoFísica Aplicada (IFIBA CONICET). Desde 2010 Profesor Regular Adjunto del IFIBA. Desde 2011 Investigador principal de un Max-Planck-Society Partner Group en colaboración con el grupo de Nanobiophotonics del Prof. Stefan W. Hell en el MPI biophysikalische Chemie (Göttingen). En 2013 mudaré mi grupo de investigación al Centro de Investigaciones en Bionanociencias (CIBION, CONICET) en el Polo Científico de las ex Bodegas Giol.